Лабораторная работа №1

Классификация и система обозначений полупроводниковых приборов

Классификация современных полупроводниковых приборов осуществляется по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим признакам, исходному полупроводниковому материалу. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код.

Первый элемент (цифра или буква) обозначает исходный полупроводниковый материал, второй (буква) – подкласс прибора, третий (цифра) – основные функциональные возможности прибора, четвертый – число, обозначающее порядковый номер разработки, пятый элемент – буква, условно определяющий классификацию (разбраковку по параметрам) приборов, изготовленных по единой технологии.

Для обозначения исходного полупроводникового материала используют следующие символы:

Г или 1 – германий и его соединения;

К или 2 – кремний или его соединения;

А или 3 – соединения галлия;

И или 4 – соединения индия.

Для обозначения подклассов диодов используется одна из следующих букв:

Д – диоды выпрямительные и импульсные;

Ц – выпрямительные столбы и блоки;

В – варикапы;

И – туннельные диоды;

А – сверхвысокочастотные диоды;

С – стабилитроны;

Г – генераторы шума;

Л – излучающие оптоэлектронные приборы;

О – оптопары.

Для обозначения наиболее характерных эксплуатационных признаков приборов (их функциональных возможностей) используются следующие цифры:

Диоды (подкласс Д):

1 – выпрямительные диоды с постоянным или средним значениями прямого тока не более 0,3 А;

2,3 – выпрямительные диоды с постоянным или средним значением прямого тока более 0,3 А, но не выше 10 А;

4 – импульсные диоды с временем восстановления обратного сопротивления 500 нс;

5 – импульсные диоды с временем восстановления более 150 нс, но не выше 5000 нс;

6 – импульсные диоды с временем восстановления 39 – 150 нс;

7 – импульсные диоды с временем восстановления 5-30 нс;

8 - импульсные диоды с временем восстановления 1-5 нс;

9 – импульсные диоды с эффективным временем жизни не основных носителей заряда менее 1 нс.

Выпрямительные столбы и блоки (подкласс Ц):

1, 3 – столбы с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А;

2, 4 – столбы с постоянным или средним значениями прямого тока более 0,3 А – 10 А;

Варикапы (подкласс В):

1 – подстроечные варикапы;

2 – умножительные варикапы.

Туннельные диоды:

1 – усилительные туннельные диоды;

2 – генераторные туннельные диоды;

3 – переключательные туннельные диоды;

4 – обращенные диоды.

Сверхвысокочастотные диоды (подкласс А);

1 – смесительные диоды;

2 – детекторные диоды;

3 – усилительные диоды;

4 – параметрические диоды;

5 – переключательные и ограничительные диоды;

6 – умножительные и настроечные диоды;

7 – генераторные диоды;

8 импульсные диоды.

Стабилитроны (подкласс С):

1 – стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным напряжением стабилизации не менее 10 В;

2 – стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным напряжением от 10 до 100 В;

3 – стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным напряжением стабилизации более 100 в;

4 – стабилитрон мощностью 0,3 – 5 Вт с номинальным напряжением стабилизации менее 10 в;

5 – стабилитроны мощностью 0,3 – 5 Вт с номинальным напряжением стабилизации 10 – 100 В;

6 – стабилитроны мощностью 0,3 – 5 Вт с номинальным напряжением стабилизации более 100 В;

7 – стабилитроны мощностью 5 – 10 Вт с номинальным напряжением стабилизации менее 10 В;

8 – стабилитрон мощностью 5 – 10 Вт с номинальным напряжением 10 – 100 В;

9 – стабилитрон мощностью 5 – 10 Вт с номинальным напряжением стабилизации более 100 В.

Генераторы шума (подкласс Г):

1 – низкочастотные генераторы шума;

2 – высокочастотные генераторы шума.

Для обозначения порядкового номера разработки используются двузначные числа от 01 до 99. Если номер разработки превышает число 99, то в дальнейшем применяются числа от 101 до 999.

В качестве квалификационной литеры используются буквы русского алфавита (за исключение букв З, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Ю, Я, Ъ, Э).

В качестве дополнительных элементов обозначения применяются следующие символы:

Цифры – 1…9 – для обозначения модификаций прибора, приводящих к изменению его конструкции или электрических параметров;

Буква С - для обозначения сборок – наборов в общем корпусе однотипных приборов, не соединенных электрически или соединенных одноименными выводами;

Цифры, написанные через дефис, - для обозначения следующих модификаций конструктивного исполнения бескорпусных приборов:

1 – с гибкими выводами без кристаллодержателя;

2 – с гибкими выводами на кристаллодержателе (подложке);

3 – с жесткими выводами без кристаллодержателя;

4 – с жесткими выводами на кристаллодержателе;

5 – с контактными площадками без кристаллодержателя и без выводов;

6 – с контактными площадками на кристаллодержателе без выводов, буква Р после последнего элемента обозначения – для приборов с парным подбором, буква Г – с подбором в четверки, буква К – с побором в шестерки.

С уществует система обозначений, используемая до 1982 года.

Первый элемент – буква Д, характеризующая весь класс полупроводниковых диодов.

Второй элемент – число (номер), определяющие область применения:

1…100 – точечные германиевые диоды;

101…200 – точечные кремниевые диоды;

201…300 – плоскостные кремниевые диоды;

301…400 – плоскостные германиевые диоды;

401…500 – смесительные СВЧ детекторы;

501…600 – умножительные диоды;

601…700 – видеодетекторы;

701…749 – параметрические германиевые диоды;

750…800 – параметрические кремниевые диоды.

§ 6 Знакомство с компьютерной программой моделирования Eleсtronics Work Bench для выполнения лабораторных работ

Программа Eleсtronic Work Bench (версия 5.12) предназначена для моделирования электрических и электронных схем. Особенностью такого рода программ является наглядность, возможность изучения, исследования работы схем непосредственно по их чертежам. Достаточно «нарисовать» изобразительными средствами (входящими в состав программы) схему и «включить» режим ее моделирования. При этом измерительные приборы, использованные на схеме, будут показывать данные, соответствующие получаемым на реально собранной (в «железе») конструкции.

Окно программы моделирования состоит из обычных атрибутов Windows: панель инструме6тов и окна (Рис.8 и Рис.9)

Для вычерчивания схемы необходимо воспользоваться имеющимися компонентами программы. Они представляют собой меню, появляющиеся при нажатии на одну из кнопок нижнего ряда панели инструментов (смотри рис.9). Необходимо выбрать на нем нужный элемент, навести на него указатель мыши, нажать ее левую клавишу и, не отпуская,

перемещать на нужное место поля схемы (рис.8), отпустить клавишу. Выбранный элемент появится в указанном месте поля. Так же надо перетащить все необходимые элементы.

Чтобы схема корректно начала «работать», необходимо элементы соединить между собой. Для этого навести указатель мыши на один из выводов элемента (при этом указатель высветит жирную точку на выбранном выводе), нажать левую клавишу мыши и тащить указатель (то есть перемещать, не отпуская клавишу) к другому выводу, с которым нужно соединение. Появится прямая линия от начального вывода в конец указателя мыши. Как только указатель мыши приблизится к другому выбранному выводу, появится жирная точка - отпустить левую клавишу. Прямая линия превратится в соединение согласно чертежных стандартов.

После создания изображений всех элементов режим моделирования включается нажатием на кнопку (Рис. 9) Activate Simulation (Включить моделирование) в верхнем левом углу панели инструментов (смотри Рис.9). Измерительные приборы в этом режиме начинают показывать сигналы и величины, соответствующие работающей схеме.

Провести моделирование, снять показания измерителей и, повторно нажав на кнопку включения (Рис. 11), выключить моделирование.

Рис. 11 Кнопка включения режима моделирования

Для большинства лабораторных работ схемы подготовлены заранее преподавателем. Их можно загрузить из файла. Открыть файл можно, нажав мышью кнопку Open (Рис. 12). Она находится в левом верхнем углу экрана на панели инструментов (смотри Рис.9)

Рис. 12 Пиктограмма «Папка»

Контрольные вопросы:

1. Как рассчитать цену деления измерительного прибора?

2. Какие стабилизированные выпрямители содержит источник питания (ИП)?

3. Какими устройствами регулируются питающие напряжения?

4. Какие измерительные приборы входят в состав лабораторного стенда и каковы их пределы измерения?

5. Как нарисовать схему в программе моделирования Electronics Borkbench?

6. Какие компоненты имеются в программе?

7. Как исследовать схему, нарисованную в программе?

Снятие вольт-амперных характеристик (ВАХ) полупроводниковых диодов

Цель работы: исследование работы выпрямительного диода, приобретение навыков расчета параметров исследуемого прибора.

Используемое оборудование: ПК, Eleсtronic Work Bench

Вопросы допуска:

1. Почему характеристика обратного тока выпрямительного диода, снятая при комнатной температуре, отличается от идеальной характеристики P-N перехода?

2. Дайте определение полупроводникового выпрямительного диода.

3. Почему выпрямительные диоды изготавливают, как правило, с кремниевым P-N переходом?

4. Что такое дифференциальное сопротивление диода?

Задание: практически снять ВАХ диода и убедиться в соответствии ее форме с теоретической ВАХ.

Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Принципиальная схема.

3. Таблица для снятия характеристик:

% изменения
U пр
I пр

Дата добавления: 2014-01-06